第一章 緒論

1.1 課題研究背景
隨著信息通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和進(jìn)步，促進(jìn)了社交網(wǎng)絡(luò)的建立，信息時代各項知識與應(yīng)用變化迅速，，人們對其要求不斷增高，這些都驅(qū)動著社交網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，同時社交網(wǎng)絡(luò)也不斷滿足人們對于社會人際交往的需求。人們可以通過各種固定終端和移動終端，利用社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件，隨時、隨地、隨心地同任何人交往，為人們的現(xiàn)實社會交往節(jié)約了大量的空間與時間，同時也促進(jìn)了社交網(wǎng)絡(luò)更好的發(fā)展[10]。移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和普及是社交網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必要基礎(chǔ)，同時也使社交網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展呈現(xiàn)出新的趨勢，具體表現(xiàn)為社交網(wǎng)絡(luò)的移動化和小眾化[11]。移動化就是社交網(wǎng)絡(luò)的客戶端更多的在移動設(shè)備上運行，更多的應(yīng)用移動互聯(lián)網(wǎng)提供的隨時隨地網(wǎng)絡(luò)接入以及 LBS 和 GPS 提供的位置信息進(jìn)行社交；小眾化表現(xiàn)在社交網(wǎng)絡(luò)不再是面向全體網(wǎng)民的大眾化社交，而是針對特定人群而建立的社交平臺，如企業(yè)社交網(wǎng)絡(luò)平臺，購物社交網(wǎng)絡(luò)平臺等。截至 2013 年 12 月，我國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)到 6.18 億，較 2012 年底新增網(wǎng)民 5358萬人�；ヂ�(lián)網(wǎng)普及率為 45.8%，較 2012 年底提升 3.7 個百分點，整體網(wǎng)民規(guī)模增速保持放緩的態(tài)勢。2013 年中國手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)到 5 億，較 2012 年增加 8009 萬人，網(wǎng)民中使用手機(jī)上網(wǎng)的人群占比由 2012 年底的 74.5%提升至 81.0%，明顯高于其他設(shè)備，這意味著手機(jī)依然是中國網(wǎng)民增長的主要驅(qū)動力。中國網(wǎng)民規(guī)模與互聯(lián)網(wǎng)普及率、中國手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模及其占網(wǎng)民比例情況分別如圖 1-1 和 1-2 所示。
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1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
移動社交網(wǎng)絡(luò)是一個開放性的社會化網(wǎng)絡(luò)平臺，是社交網(wǎng)絡(luò)運行移動終端上的應(yīng)用，借助移動通信設(shè)備的移動性、及時性和便捷性等方面的優(yōu)勢，滿足用戶可以隨時隨地進(jìn)行交流和溝通的要求。移動社交網(wǎng)絡(luò)能夠為用戶提供信源確認(rèn)和實時定位等服務(wù)，增加平臺的可信度。從目前我國移動社交網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展?fàn)顩r來看，它以現(xiàn)實的人際關(guān)系為基礎(chǔ)，以發(fā)展用戶新的社交群、增加用戶間交流廣度為目的，使用范圍非常廣泛。社交網(wǎng)絡(luò)被廣泛認(rèn)知為以人脈為基礎(chǔ)的在線服務(wù)，但從更廣義的角度可定義為在與他人合作、共享信息的過程中生成的關(guān)系或社區(qū)[13]。雖然目前我國的移動社交網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用方式和商業(yè)模式上有一些創(chuàng)新，但在架構(gòu)等方面大多是基于國外已有的社交網(wǎng)絡(luò)，缺少能體現(xiàn)我國本土文化的特點。國外的社交網(wǎng)絡(luò)是時代和公眾需求催生的產(chǎn)物，是人們對于社會交往的一種需求的體現(xiàn)，這也是其能夠得到快速發(fā)展的重要原因之一。因此，對于我國的社交網(wǎng)絡(luò)，在應(yīng)用、設(shè)計和商業(yè)模式等方面進(jìn)行創(chuàng)新時，如何結(jié)合中國特有文化要素、突出本國文化特色是主要思考方向之一。此外，應(yīng)用設(shè)計時，關(guān)注點的重心應(yīng)該是用戶的心理特征和社交需求的結(jié)合性，要以最為快捷的方式將用戶最需要的社交信息展現(xiàn)出來。對于移動社交網(wǎng)絡(luò)而言，需要利用移動互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的機(jī)遇，擺脫原有的商業(yè)模式和應(yīng)用平臺的束縛，與社會環(huán)境和個人需求進(jìn)行全面結(jié)合。要想使移動社交網(wǎng)絡(luò)在競爭中處于優(yōu)勢并獲得發(fā)展，就必須要即時掌握公眾的媒介動機(jī)和社交需求。即時通信最初是指能夠即時發(fā)送和接收互聯(lián)網(wǎng)消息等的業(yè)務(wù)。自 1998 年面世以來，特別是近幾年的迅速發(fā)展，使用人數(shù)連年激增，即時通訊的功能日益豐富、應(yīng)用日益廣泛，逐漸集成了電話、短信、電子郵件、音樂、博客、電視、游戲和搜索等多種功能。即時通訊不再是一個單純的聊天工具，它已經(jīng)發(fā)展成集交流、資訊、娛樂、搜索、電子商務(wù)、辦公協(xié)作和企業(yè)客戶服務(wù)等為一體的綜合化信息平臺[14]。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)即時通信也在向移動化擴(kuò)張。
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第二章 相關(guān)理論與技術(shù)基礎(chǔ)

2.1 社交網(wǎng)絡(luò)引擎
ELGGELGG 是一個開源的社交網(wǎng)絡(luò)引擎，以博客為中心實現(xiàn)社會網(wǎng)絡(luò)化，為個人、組織和機(jī)構(gòu)搭建各種各樣的社交環(huán)境提供健壯的框架。ELGG 由 Ben werdmuller和 David Tosh 于 2004 年 3 月開發(fā)，并在 2008 年被評為最佳開源社交網(wǎng)絡(luò)平臺。ELGG 提供了一個強(qiáng)大的數(shù)據(jù)模型使不同實體的創(chuàng)建簡單、靈活；提供細(xì)粒度的活動流 API，確保插件可以僅向用戶提供所需的內(nèi)容，并且可以使用 ELGG 強(qiáng)大的插件 API 來構(gòu)建并添加所需要的功能；提供用戶和用戶關(guān)系管理；提供用戶精細(xì)的權(quán)限控制。ELGG 易于通過緩存系統(tǒng)來擴(kuò)展從而提高系統(tǒng)性能，并且內(nèi)置了WebService 框架，開發(fā)人員可根據(jù)需要自己定義相關(guān)的 service 接口。ELGG 原來是為教育設(shè)計,但它的功能卻讓它成為很不錯的社交平臺引擎[22]。ELGG 可以使用戶擁有自己的博客，進(jìn)行個性化內(nèi)容管理，可以在某個話題下參與討論，可以通過發(fā)布微博告訴朋友自己的最新信息或獲取朋友更新的信息，總之，它提供了社交網(wǎng)絡(luò)常見的基本功能：好友、關(guān)注、分組、博客、話題、日志、微博等等。在本項目中，手機(jī)廣播用戶可以通過關(guān)注好友和喜愛的主持人來及時的了解好友及主持人最新的狀態(tài)信息，通過在某一節(jié)目話題下發(fā)表評論來參與互動。ELGG 最大的優(yōu)點是它的擴(kuò)展性極強(qiáng)，除部分核心功能外，大部分的功能都通過插件的形式實現(xiàn)，這就意味著開發(fā)者可以通過創(chuàng)建、重載替換或停用各個功能模塊，方便的對各個功能模塊進(jìn)行修改更新，而不影響其他模塊的正常運行。
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2.2 即時通信協(xié)議
在 iOS 和 Andorid 平臺上都有自己的推送系統(tǒng)，但由于網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用方面的限制，在使用上都有一定的局限性。Google 推出的云消息服務(wù) GCM(GoogleCloud Messaging)在國內(nèi)運行不穩(wěn)定，并且受限于 Andorid 的版本，要求 Andorid版本號必須大于 2.2。iphone 上的 APNs 也僅適用于 IOS，無法跨平臺推送。由于GCM 和 APNs 都有一定的局限性，目前流行的即時消息協(xié)議有很多種，這里對比較主流的推送解決方案使用的 XMPP 和 MQTT 協(xié)議進(jìn)行分析比較。XMPP 是一個開源的網(wǎng)絡(luò)即時通信協(xié)議，它的前身是 Jabber。XMPP 目前被 IETF國際標(biāo)準(zhǔn)組織完成了標(biāo)準(zhǔn)化工作[23, 24]。XMPP 是一種基于 XML 的協(xié)議，它繼承了XML 的靈活性和可擴(kuò)展性。因此，基于 XMPP 的應(yīng)用具有超強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)展性。經(jīng)過擴(kuò)展后的 XMPP 協(xié)議不僅可以發(fā)送簡單的文本、而且可以攜帶復(fù)雜的數(shù)據(jù)和各種格式的文件，可以在 XMPP 的頂端建立應(yīng)用程序，如基于地址的服務(wù)和內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)等。而且，XMPP 包含了針對服務(wù)器端的軟件協(xié)議，這使得 XMPP協(xié)議不僅可以用在人與人之間的交流、而且可以實現(xiàn)人與軟件和軟件與軟件之間的通話，這也易于開發(fā)者建立客戶應(yīng)用程序或給一個系統(tǒng)添加新的功能。XMPP協(xié)議的優(yōu)點：可擴(kuò)展性強(qiáng)、協(xié)議開放、彈性佳、安全和多樣性。目前支持 XMPP的即時聊天工具有很多，且已經(jīng)有開源的 Java 版本的開發(fā)實例 androidpn。XMPP協(xié)議的缺點：協(xié)議較復(fù)雜、數(shù)據(jù)負(fù)載太重、費流量、費電且沒有二進(jìn)制數(shù)據(jù)，部署硬件成本高。
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第三章 移動社交網(wǎng)絡(luò)即時通信機(jī)制的研究........ 17
3.1 手機(jī)互動廣播系統(tǒng)簡介 ......... 17
3.2 基于消息通知的實時通信結(jié)構(gòu)研究 ....... 17
3.3 消息傳輸機(jī)制的研究 ....... 19
3.4 多媒體類消息通信機(jī)制研究 ....... 20
3.5 本章小結(jié) ......... 20
第四章 社交網(wǎng)絡(luò)與即時通信間接口的設(shè)計........ 21
4.1 用戶信息類接口 ......... 21
4.2 微博類接口 ..... 22
4.3 話題類接口 ..... 25
4.4 私信類接口 ..... 25
4.5 用戶信息修改類 ......... 26
4.6 用戶好友類接口 ......... 28
4.7 用戶密碼修改 ....... 28
4.8 用戶推薦類 ..... 29
4.9 本章小結(jié) ......... 29
第五章 即時通信機(jī)制的設(shè)計與實現(xiàn)........ 30
5.1 開發(fā)環(huán)境介紹 ....... 30
5.2 MQTT 話題的分類與組織...... 30
5.3 消息格式的設(shè)計與實現(xiàn) ......... 31
5.4 通信中 presence 的設(shè)計與實現(xiàn) ......... 32
5.5 多媒體通信機(jī)制的設(shè)計與實現(xiàn) ......... 33
5.6 ELGG 插件設(shè)計與實現(xiàn) .... 35
5.7 MQTT Agent 的設(shè)計與實現(xiàn) ......... 36
5.8 Relations 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實現(xiàn) .... 37
5.9 Redis 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實現(xiàn) .... 38
5.10 IM 消息存儲 ........ 39
5.12 本章小結(jié) ....... 40

第六章 即時通信機(jī)制測試

6.1 多媒體服務(wù)器性能測試
本測試部分以音頻為例給出測試數(shù)據(jù)，對于圖片、視頻等多媒體，傳輸過程都是相同的，只是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能有所差異，數(shù)據(jù)量也相對大些。對于本服務(wù)器的測試，都是讀取文件，將內(nèi)容發(fā)送到服務(wù)器，不需要解析文件類型，因此，對于圖片、視頻等類型媒體的測試數(shù)據(jù)基本是相同的。對于即時錄制的音頻文件，最長時間要求不超過兩分鐘。此處客戶端是由 pc 模擬程序，開多個線程實現(xiàn)與服務(wù)器進(jìn)行連接，音頻大小分別考慮錄制時間長度為小于 10s、小于 60s 和大于 60s 的，未考慮網(wǎng)絡(luò)不好的情況。多媒體服務(wù)器性能測試結(jié)果如表 6-1 所示。本測試表明單臺多媒體服務(wù)器可以同時為五萬個用戶服務(wù)，并且通過對所有用戶接收到數(shù)據(jù)的最快和最慢時間，以及成功率情況統(tǒng)計表明用戶最慢接收到數(shù)據(jù)的時間在可以接受的范圍之內(nèi)。

結(jié)束語

本文基于與沈陽廣播電視臺合作的手機(jī)廣播互動系統(tǒng)項目的研發(fā)，對該項目的實時通信機(jī)制的結(jié)構(gòu)、消息格式和消息流動機(jī)制進(jìn)行了研究，并已將研究結(jié)果應(yīng)用于項目的研發(fā)之中，目前系統(tǒng)已在成功運行。本人主要完成了以下工作：
1. 閱讀了即時通信協(xié)議的相關(guān)文獻(xiàn)，研究了基于消息推送的即時傳輸協(xié)議MQTT(Message Queuing Telemetry Transport——消息隊列遙測傳輸)，并閱讀了MQTT 的開源實現(xiàn) Mosquitto 的源代碼，分析了 mosquitto 的工作流程，使之為本系統(tǒng)服務(wù)。
2. 從源代碼的層次上研究了社交網(wǎng)絡(luò)引擎 ELGG，并詳細(xì)講解了對 ELGG 的模塊和 WebService 接口的設(shè)計與實現(xiàn)。
3. 分析了系統(tǒng)中存在的消息類型以及消息流向，設(shè)計了整個系統(tǒng)的即時通信機(jī)制的結(jié)構(gòu)。
4. 深入研究了手機(jī)廣播系統(tǒng)對多媒體服務(wù)器的需求，闡述了多媒體服務(wù)器采用的網(wǎng)絡(luò)模型，分析了多媒體服務(wù)器的工作流程，并詳細(xì)介紹了它的代碼實現(xiàn)。
5. 整合了 ELGG 和 Mosquitto，使他們之間可以通信，為整個系統(tǒng)服務(wù)，為他們之間的通信搭建了橋梁，并對數(shù)據(jù)的流向及使用給出了詳細(xì)的介紹。
6. 研究了系統(tǒng)中存在的話題種類，對他們進(jìn)行了分類與組織，并給出了傳輸消息的格式，消息中包括用戶信息、發(fā)送時間、消息種類，以及消息內(nèi)容，給出了具體的設(shè)計及詳細(xì)的消息分類。
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參考文獻(xiàn)（略）